黑启动就是在整个电网发生奔溃后,系统全部停电,在不依赖外部功率输入的情况下,系统内具有自启动能力的发电机组带动无自启动能力的发电机组,逐渐扩大系统的恢复范围[7-8],最终实现整个系统的恢复。根据系统在恢复过程中的不同特点,黑启动过程可分为三个阶段[9-16]:黑启动阶段、网架重构阶段、负荷恢复阶段。84376
1)黑启动阶段:黑启动阶段包括黑启动电源的确定,恢复路径的选择,空载线路的充电和待恢复机组的选择等。在这一阶段黑启动电源的确定很重要,黑启动电源需要在没有外部电功率的支持下能自启动,一般将水电厂设为黑启动电源,当黑启动电源启动成功后向跳闸的具有临界时间限制的发电机组提供启动功率,使其恢复发电能力。这些临界时间限制的发电机组一般是火电机组,它们在跳闸后30min-60min能够热启动,超过这个时间段后需要冷启动[17]。在黑启动阶段,启动路径需要选择最短路径,争取黑启动阶段能在最短的时间内完成。
2)网架重构阶段:其主要任务是重构输电网架,为负荷的恢复打下基础。这个阶段主要实现以下目标:对网络的主干充电,使各个子系统互联,充分利用已恢复的发电容量,依次启动重要机组,并且投入一定的负荷以维持系统的稳定,在网架重构的过程中要保证已恢复电网的安全稳定,需要保持发电机与负荷之间的有功、无功平衡,平衡机组的出力要达到约束条件,通过负荷的调整保持电压在安全范围内。
3)负荷恢复阶段:在这一阶段已启动的发电机都开始发电,系统的有功功率和无功功率都大大增加。这一阶段主要任务是恢复尽可能多的负荷,负荷的增量也要与发电机的功率增量平衡,这一过程中频率稳定,电压稳定是最重要的要求,在达到这些要求的条件下才可以恢复尽可能多的负荷。